蛋白酶的来源与应用：碱性蛋白酶和酸性蛋白酶的作用与产量分析

蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称。按其降解多肽的方式可分为内肽酶和端肽酶两类。内肽酶能把大分子的多肽链从中间切断，形成分子量较小的朊或胨；端肽酶可分为羧肽酶和氨肽酶，它们分别从多肽的游离羧基末端或游离氨基末端逐一将肽链水解成氨基酸。由于每种酶都有其作用的最适pH，因此，蛋白酶的分类多以产生菌的最适pH为标准，通常分为中性蛋白酶、碱性蛋白酶和酸性蛋白酶。蛋白酶是一种重要的工业化应用的酶制剂，占酶制剂市场的65%以上，广泛用于洗涤剂、制革、银回收、医药、食品加工、饲料、化学工业、废物处理等行业。

（1）酸性蛋白酶的生产菌。

酸性蛋白酶是一类最适作用pH为2.5～5.0的天冬氨酸蛋白酶，主要来源于动物的脏器（胃蛋白酶等）和微生物分泌物，包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。根据其产生菌的不同，微生物酸性蛋白酶可分为霉菌酸性蛋白酶、酵母菌酸性蛋白酶和担子菌酸性蛋白酶。根据作用方式可分为两类：一类是与胃蛋白酶相似，主要产酶微生物是曲霉、青霉和根霉等；另一类是与凝乳酶相似，主要产酶微生物是毛霉和栗疫霉等。细菌中尚未发现产酸性蛋白酶的菌株。由于酸性蛋白酶具有较好的耐酸性，因此被广泛地应用于食品、医药、轻工、皮革工艺以及饲料加工工业中。

目前酸性蛋白酶大都来源于微生物，动物和植物中也有不少。产酸性蛋白酶菌株主要包括：黑曲霉（Aspergillus niger）、米曲霉（Aspergillus oryzae）、泡盛曲霉（Aspergillus awamori）、方斋藤曲霉（Aspergillnsaitoi）、宇佐美曲霉（Aspergillus usamil）、栖土曲霉（Aspergillus terricola）、乾氏曲霉（Aspergillus inuii）、白曲霉（Aspergillus albicans）、沙门柏干酪青霉（Penicillium camemberti）、微紫青霉（Penicillium janthinellum）、娄地青霉（Penicillium roqueforti）、拟青霉（Paecilomyces varioti）、米黑毛霉（Mucor miehei）、微小毛霉（Mucor pusillus）、德氏根霉（Rhizopus delemar）、华根霉（Rhizopus Chinensis）、少孢根霉（Rhizopus oligosporus）、栗疫霉（Phytophthora cambivora）、小孢根霉（Rhizopus microsporus）、血红栓菌（Trametes sanguinea）、乳白耙菌（Irpex lacteus）、啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、黏红酵母（Rhodotorula glutinis）和白假丝酵母（Candida albicans）等。

商品化的酸性蛋白酶生产菌主要是黑曲霉、宇佐美曲霉和米曲霉等为数不多的菌株，与动物蛋白酶和植物蛋白酶相比，微生物酸性蛋白酶的一个显著特点是具有多样性和复杂性，通常一株菌株可以分泌一种或多种酸性蛋白酶。我国生产酸性蛋白酶的菌株主要是黑曲霉A.S 3.301和黑曲霉A.S 3.305等。

（2）中性蛋白酶的生产菌。(www.xing528.com)

中性蛋白酶是最早用于工业化生产的蛋白酶，大多数微生物中性蛋白酶属于金属酶。中性蛋白酶作用的最适pH为6.8～7.0，是微生物蛋白酶中最不稳定的酶，很容易自溶，即使在低温冷冻干燥也会造成分子量的明显减少。目前用于生产中性蛋白酶的微生物菌株主要包括：枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、地曲霉（Aspergillus kawachii）、酱油曲霉（Aspergillus soiae）、米曲霉（Aspergillus oryzae）和灰色链霉菌（Streptomyces griseus）等。

（3）碱性蛋白酶的生产菌。

碱性蛋白酶是一类作用最适pH为9.0～11.0的蛋白酶，因其活性中心含有丝氨酸，所以又称为丝氨酸蛋白酶。碱性蛋白酶是商品蛋白酶中产量最大的一类蛋白酶，占蛋白酶总量的70%左右，主要应用于制造加酶洗涤剂。我国最早生产的碱性蛋白酶是地衣芽孢杆菌2709碱性蛋白酶，也是产量最大的一类蛋白酶，其产量占商品酶制剂总量的20%以上，此酶主要用于制造加酶洗涤剂。

碱性蛋白酶主要存在于细菌，放线菌和真菌中。目前商业中应用的碱性蛋白酶主要来源于芽孢杆菌（Bacillus subtilis），如丹麦酶制剂生产商Novo Nordisk使用的生产菌株就包括地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis），缓慢芽孢杆菌（Bacillus lentus），其他的碱性蛋白酶商业生产菌株还包括嗜碱性芽孢杆菌（Bacillus alcalophilus）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）等。一些革兰氏阴性菌及真菌等也产生碱性蛋白酶。目前碱性蛋白酶生产菌株主要是地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、莫海威芽孢杆菌（Bacillus mojavensis）、棒曲霉（Aspergillus clavatus）、嗜麦芽黄单胞菌（Xanthomonas maltophila）、河流弧菌（Vibrio fluvialis）、麦奇尼科夫氏弧菌（Vibrio metschnikovii）、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）、嗜碱芽孢杆菌（Bacillus alcalophilus）、灰色链霉菌（Streptomyces griseus）和费氏链霉菌（Streptomyces fradiae）等。